CONTRIBUTION À L’ÉTUDE MÉCANIQUE ET HYDRAULIQUE DES TUNNELS EN CONFIGURATION TRIDIMENSIONNELLE

Abstract

Cette thèse aborde les aspects théoriques et numériques du creusement des tunnels. Elle rentre dans la vaste gamme de contribution à l’étude des comportements mécanique et hydraulique des tunnels en terrain meuble et aquifère et analyse les déformations du front de taille dans des sols homogène et hétérogène en employant à la fois plusieurs procédures de calcul visant à faire des confrontations. Elle traite de l'ensemble des problèmes posés par le creusement au tunnelier pressurisé (TBM) ainsi que la Méthode Autrichienne (NATM) en utilisant des modèles de comportement élastoplastique avec et sans écrouissage. Elle conçoit plusieurs synthèses bibliographiques sur la phénoménologie du creusement en deux configurations bidimensionnelle et tridimensionnelle, sur les mécanismes de stabilité au front et les méthodes de calcul pour l’évaluation de la pression frontale, sur les méthodes utilisées pour l’estimation des tassements ainsi que sur la problématique du creusement en terrain aquifère et sur les différentes méthodes de calcul des débits entrants vers l’excavation. Plusieurs études numériques ont été réalisées à l'aide des logiciels Eléments Finis Plaxis 2D et Plaxis 3D Tunnel, présentant ainsi des simulations d’un ensemble de modèles de tunnels visant à estimer l’ampleur des tassements, des déplacements horizontaux ainsi que la réponse hydraulique des sols environnants. Des approches analytiques et empiriques ont été, par ailleurs, utilisées en vue de faire des comparaisons. Ce travail s’est consacré, pareillement, à la modélisation hydromécanique ; les résultats de calcul sont confrontés à ceux obtenus par des analyses non couplées.